Дослідження електронної провідності монокристалів дийодиду свинцю в поляризаційній комірці

Згідно з законом Фіка, для дифузійного потоку електронів (дірок) маємо:

,(6)

де Je – дифузійний потік електронів, обумовлений градієнтом концентрації;

De – коефіцієнт дифузії електронів;

– градієнт концентрації електронів.

В умовах рівноваги Je = const і вважаючи, що De = const по товщині кристала (L), визначимо:

,(7)

де і – концентрації електронів у лівій і правій частинах кристала в елементі (2).

Враховуючи, що 1/2Pb ↔ 1/2Pb2+(в PbJ2) + e (в PbJ2), концентрація ne повинна змінюватися пропорційно (а Pb)1/2, тому

.(8)

Із рівняння (6) обчислимо:

.(9)

Враховуючи, що , а також співвідношення Нернста–Фінстена для рухливості електронів , визначимо для електронного дифузійного струму :

,(10)

або

(11)

Сумарний стаціонарний дифузійний струм , який проходить через кристал PbJ2, може бути виражений як сума електронного ( ) і діркового ( ) струмів:

,(12)

де S – площа поперечного перерізу зразка;

L – товщина зразка;

і - електронна і діркова провідності в PbJ2, який врівноважений свинцем (Pb);

U – прикладена напруга (нижча від напруги розкладу PbJ2).

У разі, якщо >> , тоді I = Ip:

.(13)

При значеннях U, коли >1, одиницею в формулі (12) можна знехтувати, і тоді залежність струму від потенціалу в координатах від повинна описуватися прямою лінією, тангенс нахилу якої дорівнює одиниці, а відрізок, який відсікає ця лінія від осі ординат, дорівнює .